روشهای اکتشاف مواد معدنی-بخش سوم
ارزیابی کاوش
اگر کانی سازی عیار بالقوه اقتصادی در طول حفاری مرحله کاوش در چندین گمانه قرار گیرد، بررسیها به سمت مشخص کردن منابع و تعریف مراحل حفاری بررسی پیشروی می نماید. اهداف این کار توصیف و تعیین منابع معدنی نشان داده شده و اندازه گیری شده و تبدیل بخشی یا همه این موارد به ذخایر با انجام یک مطالعه امکان سنجی، که معدنکاری می توان به صورت اقتصادی قابل اجرا باشد، است. این مرحله به غرض اکتشافی سوم و نهایی دست خواهد یافت.
تعریف و توصیف منابع
تقریباً همیشه، حفاری تعیینی و توصیفی منابع با استفاده از الگوی منظم گمانه ها، با فاصله بندی کاهشی ضمن پیشرفت پروژه طی سه مرحله از ارزیابی معدنی، انجام می شود. حفاری توصیفی مرزی را برای کانسنگ بالقوه و اندازه احتمالی آن را ایجاد می نماید، در حالیکه حفاری تعیینی به طور خاص میزان و تداوم کانی سازی را تعیین می کنند. تعدادگمانه ها در هر مرحله از ارزیابی معدن افزایش می یابند. تعداد حفاری لازم برای دستیابی به هر مرحله مهم ارزیابی با اطمینان توسط پیچیدگی کانسار و ارزیابی آماری مشخص می شود. در حالیکه حفاری توصیفی معمولاً با استفاده از یک گمانه دارای انحراف و جهت ثابت انجام می شود، اجرای حفاری با جهتها و زوایای انحراف دیگر برای تائید استفاده بهینه از آنها، اهمیت دارد. در جاییکه مقرون به صرفه است، یک ورودی زیرزمینی از نوع چاه افقی یا مایل یا شافت عمودی برای بدست آوردن نمونه های بزرگ گویا جهت انجام آنالیز و آزمونهای متالورژی، جهت مشاده شرایط زمین شناسی و تهیه نقشه، و گاهی اجرای کارآمد حفاری توصیفی از زیرزمین، وارد بخشی از کانسار گردد.
تخمین منابع
در بیشتر موارد، از حفاری مته الماسه برای جمع آوری نمونه های نماینده با کیفیت بالا از کانی سازی استفاده می شود که هنگام انجام مطالعات معدنی برای برآورد عیار مورد نیاز می باشد. برای تأیید کیفیت بالا، یک رژیم نمونه برداری دقیق و کنترل-تضمین کیفیت (QA-QC)، که توسط یک زمین شناس با تجربه و دارای مهارتهای لازم حرفه ای مدیریت می شود، از ابتدای حفاری اجرا و در طول برنامه تعریف منابع حفظ می شود. این امر برای اطمینان از عدم قطعیت در برآورد عیار و توزیع عیار تا یک سطح قابل قبول کاهش یافته، می باشد. ضروری است که تخمین منابع در طول مدلسازی منابع تحول پیدا کند و به طور مداوم مورد آزمایش و بهبود قرار گیرد، زیرا داده های جدید از طریق حفاری و تجزیه و تحلیل جمع می شوند. پایه و اساس کل برآوردهای منابع، درک دقیق از زمین شناسی یک کانسار، از جمله کنترل در تغییرپذیری و تداوم کانی سازی است. برای این منظور، بخشهای زمین شناسی، هیدروترمال، کانی سازی و ساختاری از ابتدای حفاری ایجاد و به طور مداوم با پیشرفت حفاری به روز می شوند. زمین شناس پیش از آغاز فرآیند بعدی برآورد زمین آماری منابع معدنی، از این بخشها برای مقابله با مشکلات همبستگی استفاده خواهد کرد.
تخمین منابع معدنی فرایندی پیچیده است، که ناشی از میزان محاسبه ای است که اکنون برای تکمیل یک برآورد لازم است و اساسا بر دسترسی به یک پایگاه داده و مدل زمین شناسی باکیفیت متکی می باشد. بدون این پایه زمین شناسی، حتی با اجرای محاسبات دقیق، به احتمال زیاد دقت به خطر می افتد. پیش از این، تخمینهای ساده با اختصاص یک حجم از اثر به یک داده نقطه ای (به عنوان مثال، تقاطع حفاری) در بدنه کانی سازی، با استفاده از یک روش چند ضلعی یا ناحیه اثر، و سپس جمع کردن این مساحتها یا احجام برای تولید یک کل، استفاده می کرده است.
پیشرفتها در روشهای زمین آماری از اواسط دهه1960، نحوه تعیین و جمع بندی نواحی اثر را تغییر داده است و از توابع وزنی در نماهای اطراف چند ضلعی استفاده می کند. تغییرات اصلی شامل برآورد ارزش پیش بینی نمونه های مجاور مقابل نمونه های دور (حفاری) و استفاده از این اطلاعات برای بهبود اندازه و عیار احجام نشان داده شده توسط نمونه ها می باشد. Kriging یک روش زمین آماری استاندارد مورد استفاده در برآورد منابع می باشد، که توسط ریاضیدان فرانسوی Matheron به افتخار مهندس معدن آفریقای جنوبی به نام Danie Krige نامگذاری شده است. در نتیجه، اکنون مهارتهای زمین آماری و همچنین تواناییهای زمین شناسی برای انجام یک برآورد دقیق منابع معدنی ضروری است.
فرایند تخمین منبع، کانسار Cadi Hill در استرالیا
اصطلاحات منابع طبق دستورالعمل JORC استرالیا، که از منابع معدنی استنباط شده، نشان داده شده و اندازه گیری شده برای مواد توصیف و تعریف شده توسط نمونه برداری استفاده می کند، و ذخایر کانسنگ احتمالی و اثبات شده به ترتیب برگرفته از منابع نشان داده شده و اندازه گیری شده، که توسط یک امکان سنجی اقتصادی جهت معدنکاری تأیید شده است، می باشند.
قضاوت و تعیین اینکه یک منبع معدنی را به صورت نشان داده شده یا اندازه گیری شده طبقه بندی کنیم، توسط شخص صالح تعیین شده، که مسئولیت قانونی تخمین را بر عهده دارد، انجام می پذیرد. مستقیمترین و بحث برانگیزترین راه برای تأیید رده بندی صحیح تخمین به عنوان اندازه گیری شده (بالاترین رده)، انتخاب چندین محل در آن قسمت از کانسار رده بندی شده و پیش بینی ضخامت و عیار آن مکانها، با استفاده از اطلاعات به دست آمده از بخشهای مجاور همچنین در قلمرو اندازه گیری شده می باشد. تصدیق وضعیت اندازه گیری شده، با حفر گمانه هایی در این مکانها که پیش بینی را تأیید می کنند، انجام می پذیرد. در غیر اینصورت، طبقه بندی باید مشخص شود و قبل از ارتقاء منابع معدنی به اندازه گیری شده، حفاری و نمونه برداری اضافی ضروری می باشد. روند تخمین ذخیره کانسنگ از طریق چرخه تکرار ارزیابیهای فنی، مالی و ریسک پیش می رود. برآورد با دقت بالای ذخیره کانسنگ برای موفقیت اقتصادی یک عملیات معدنی بسیار مهم است. این نیاز در هنگام در اختیار داشتن منابع با عیار پایین، بسیار حیاتی تر است، زیرا این موارد به حد سودآوری نزدیکتر هستند. برآورد دست بالای عیار در بدترین حالت، می تواند معدنکاری را فاقد سود نماید چرا که به نظر می رسد مواد با قیمت بالای کانسنگ با توجه به کاهش قیمت کالا، زیر سطح عیار اقتصادی قرار می گیرند.
مطالعات معدنکاری
پس از اکتشاف کانی سازی بالقوه اقتصادی، امکان استخراج از طریق سه مرحله با دقت فزاینده بررسی و مطالعه، مورد سنجش قرار می گیرد: scoping، پیش امکان پذیری، و امکان پذیری.
با پیشرفت مطالعه معدنکاری در طی سه مرحله، برآوردهای منابع معدنی سطوح بالایی از اطمینان را که برای مدیریت ریسکهای مالی مرتبط با راه اندازی یک معدن ضرورت دارند را به دست می آورد. یک مطالعه Scoping چندین گزینه ممکن برای معدنکاری را تا سطح 30± درصد هزینه نهایی برآورد شده و معمولاً در یک منبع معدنی که در پایینترین سطح اطمینان منابع قرار دارد اجرا شده است، را بررسی می نماید. در یک مطالعه پیش امکانپذیری، ارزیابی جامع پروژه با استفاده از حداقل دو طرح معدنی امکان پذیر، به سطح 25-20± درصد هزینه نهایی، بر اساس مهندسی مفهومی، اما بهینه سازی نشده انجام می شود، بخش بزرگی از منابع معدنی با افزایش حفاری و مطالعات متنوعی از جمله متالورژی و ژئوتکنیکی، در این مرحله به سطح بالاتری از اطمینان رسیده اند. مطالعه امکان پذیری نهایی یکی از گزینه های توسعه پیش امکان پذیری را تا سطح 15± درصد هزینه نهایی با جزئیات ارزیابی و بهینه می نماید.
تأثیرات بالقوه مطالعات امکان سنجی بر ارزش پروژه، با زمان بندی کمیت منابع.
امکان سنجی امکان تصمیم گیری در مورد پیشبرد توسعه معدن و به دست آوردن سرمایه گذاری پروژه برای اجرای عملیات معدنی و زیرساختهای مرتبط را می دهد. این مطالعه به عنوان پشتوانه درخواست از دولت برای مجوز معدنکاری مورد استفاده قرار می گیرد. در این زمان، بخش اعظم منابع معدنی در وضعیت نشان داده شده و اندازه گیری شده قرار خواهند گرفت. امکان سنجی مشخص می کند که آیا منابع معدنی مشخص شده و اندازه گیری شده به صورت جزئی یا به طور کامل به ذخایر کانسنگ تبدیل می شوند یا خیر. در صورت عدم تبدیل هیچ یک به ذخایر کانسنگ، مطالعه امکان سنجی ناموفق خواهد بود و کانسار توسط هیئت مدیره شرکت برای معدنکاری تأیید نخواهد شد. همانطور که اشاره شد، فقط منابع مشخص شده و اندازه گیری شده در دستورالعمل JORC استرالیا می توانند به ذخایر کانسنگ تبدیل شوند، در حالیکه منابع استنباط شده پیش از تبدیل، از طریق حفاریهای بیشتر به ارتقاء نیاز دارند. هنگامیکه یک معدن کارایی کمتری نسبت به پیش بینی مطالعه امکان سنجی داشته باشد، که معمولاً رایج است، علت فنی معمول آن عدم درک کافی زمین شناسی و/ یا متالورژی است، که این مسئله نیاز به جمع آوری داده های جامع زمین شناختی و کانی شناسی از اولین مراحل بررسی را تقویت می کند. کاهش طولانی مدت قیمت یک کالا مشخصا بر عملکرد معدن نیز تأثیر منفی خواهد گذاشت.
به طور معمول، برای یک پروژه بزرگ، مطالعه امکان سنجی حدود دو سال به طول می انجامد و در صورت مثبت بودن، به دو سال دیگر نیز برای انجام یک ارزیابی دقیق زیست محیطی و برآورده کردن شرایط مختلف نظارتی و قانونی نیاز خواهد بود. در صورت اجازه مجوز، راه اندازی معدن معمولاً بسته به موقعیت مکانی بین دو تا پنج سال طول خواهد کشید، اما به دلیل تاخیرهای غیر منتظره می تواند طولانیتر شود. به عبارت دیگر، توسعه معدن تولیدی پس از تصمیم گیری برای انجام یک مطالعه امکان سنجی و با فرض موفقیت آمیز بودن هر مرحله، به طور معمول شش تا ده سال یا بیشتر طول خواهد کشید، و ممکن است این چندین سال (یا بیشتر) پس از اکتشاف باشد. تأخیرهای بیشتر می تواند به عوامل مختلفی از جمله دوره های قیمت پایین کالاها، تأخیر در مجوز و زمان لازم برای به دست آوردن مجوز اجتماعی برای بهره برداری مربوط باشد.